EP0435006B1 - Faseroptischer Scanner - Google Patents

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EP0435006B1
EP0435006B1 EP90122795A EP90122795A EP0435006B1 EP 0435006 B1 EP0435006 B1 EP 0435006B1 EP 90122795 A EP90122795 A EP 90122795A EP 90122795 A EP90122795 A EP 90122795A EP 0435006 B1 EP0435006 B1 EP 0435006B1
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EP
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light
mirror
glass fibre
glass
glass fiber
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EP90122795A
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EP0435006A2 (de
EP0435006A3 (en
Inventor
Max Dr.-Dipl.-Phys. Eibert
Ulrich Dipl.-Ing. Schwanke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dornier GmbH
Original Assignee
Dornier GmbH
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Publication date
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Publication of EP0435006A3 publication Critical patent/EP0435006A3/de
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G02B26/103—Scanning systems having movable or deformable optical fibres, light guides or waveguides as scanning elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/3502—Optical coupling means having switching means involving direct waveguide displacement, e.g. cantilever type waveguide displacement involving waveguide bending, or displacing an interposed waveguide between stationary waveguides
    • G02B6/3504—Rotating, tilting or pivoting the waveguides, or with the waveguides describing a curved path
    • G—PHYSICS
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    • G02B6/351—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements
    • G02B6/3512—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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    • G02B6/3524—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being refractive
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    • G02B6/3554—3D constellations, i.e. with switching elements and switched beams located in a volume
    • G02B6/3558—1xN switch, i.e. one input and a selectable single output of N possible outputs

Definitions

  • the invention relates to a fiber optic scanner according to the preamble of claim 1.
  • Fiber optic scanners are optomechanical devices that serve to deflect light beams. For example, the light information falling on a line is converted into a sequence of light pulses in a glass fiber (fiber optic line scanner).
  • Vibration mirrors or rotating polygon mirrors are known for this purpose.
  • the mechanical tolerances in both systems must be observed very closely. Most of the time these mechanically moving parts limit the possible imaging speed.
  • a fiber optic scanner which has a transmitting and a receiving part.
  • the transmitting and receiving parts each comprise a glass fiber array, the one ends of the glass fibers of the arrays being arranged in a circle. With one glass fiber each, the end of which rotates about an axis, the light to be transmitted or the received light is directed onto the circular ends of the array fibers.
  • a common drive is provided in the transmitting part and the receiving part.
  • This device forms the preamble of claim 1.
  • the glass fiber arrays of the transmitting part and receiving part are arranged in such a way that the circles formed by the ends of the glass fibers of the two arrays are arranged concentrically to one another.
  • a fiber-optic scanner is known from JP 57-181522 (A) , in which the light emanating from a light source falls on a rotating mirror tilted to its axis of rotation. After a further deflection on a fixed mirror, the light deflected at the rotating mirror falls on the circularly arranged ends of a glass fiber array. The other glass fiber ends of the array are arranged in rows.
  • the object of the invention is to provide a fiber-optic scanner with transmitting part and receiving part, with which the spatial and temporal coupling between the transmitting and receiving part is improved.
  • a transmitting part is provided with a rotating element that directs the light from a point-shaped entrance to the circularly arranged beginnings of glass fibers of a glass fiber array.
  • the ends of the glass fibers can be arranged as desired, preferably in a line or a straight line.
  • an inverse component is provided, in which light is picked up by a glass fiber array of any shape.
  • the glass fibers are arranged so that their ends lie on a circle, from which the light is directed via a rotating element to a light-receiving location (exit).
  • the size of the scanner according to the invention is compact and changes only linearly with the beam aperture D to be scanned. Beam apertures of almost any size can be scanned at almost any speed. Thanks to the modular structure, the scan geometries can be adapted by exchanging the glass fiber array and the lens.
  • Light-emitting diodes or fiber-optic-coupled light-emitting diodes can be used.
  • modulated CW laser diodes, or CW lasers can be used.
  • Synchronization which can be used with pulsed light-emitting diodes or laser diodes, is omitted with these or other continuously operating light sources.
  • the glass fiber array is a cross-sectional converter with which a circular arrangement of the glass fibers is transformed into a line-shaped arrangement (focal plane transformation from a circle into a line). It consists, for example, of a number of quartz monofibers with a core diameter of 0.2 mm can have. Other multimode or monomode fibers can also be used. The number of fibers in the example shown below is 64. The number of fibers can be set as desired. The maximum number of fibers is only limited by the manufacturing process of the array. The type of socket allows a deviation from the position of the glass fibers and a deviation from the roundness of the glass fiber array of, for example, 0.005 mm.
  • the flexibility of the glass fibers also has the advantage that they can be positioned so that aberrations of the lens, which is arranged at the input or output of the device, can be compensated.
  • the glass fibers are arbitrarily arranged in the focal plane of this lens, so that any scan figures can be generated. However, the rule will be a linear arrangement next to each other. Arrangements in two or more lines or in any form are also possible.
  • the light that is introduced into the optical scanner can e.g. through a glass fiber, e.g. ends on the axis of rotation.
  • a tapper instead of the one glass fiber to bring together several light sources. This can increase both the scan frequency and the luminance.
  • an optical system which lies in the beam path between the introduction of light and the rotating element and between the rotating element and the glass fiber ends arranged in a circle.
  • This optic consists, for example, of two links, the distance between which can be varied, to change the overall focal length of the lens thus formed. This makes it possible to compensate for assembly and manufacturing tolerances, for example of the image of the element (mirror) and the glass fiber array mount.
  • the rotating element is a mirror (preferably a planar mirror) that is (slightly) tilted with respect to its axis of rotation.
  • the mirror can also be designed as a dielectric selective filter; in this embodiment, an interference filter in the coupling-in beam path or in the coupling-out beam path can be dispensed with.
  • the mirror can be tilted slightly attached to a bracket that rotates parallel to the optical axis. It is also possible that the axis of rotation of the mirror is not in the optical axis of the scanner. In this case, the light source is also not arranged on the optical axis. What is common in the explanations, however, is the fact that the mirror is tilted with respect to its rotational axis.
  • a planar mirror a concave mirror or a manganese mirror can also be used, the objective or the optics can then be made in one piece.
  • An electric motor is provided as the drive for the rotating elements, e.g. a high-frequency motor (DC or synchronous motor), whose bearings are e.g. has an impact error ⁇ 0.005 mm and has a balancing quality of class 0.04.
  • the speed is 15,000 revolutions per minute, for example. However, it can also be increased to well over 100,000 revolutions per minute.
  • a stepper motor can also be used, so that the glass fibers can also be controlled individually.
  • an optical mark detector can be provided for synchronizing the rotating element with a pulsed light source, which detects the position of the rotating element and can pass it on to the control of the light source.
  • Fig. 1 shows a fiber optic scanner, which is suitable for both light absorption and light emission. It is symmetrical and has a receiving part on the left and a transmitting part on the right.
  • Laser diode 15 is used here as the light source. Its light is introduced into the glass fiber 10, which is arranged on the optical axis of the fiber optic scanner. The light beam that emerges from the glass fiber 10 is collimated by the lens 5. After reflection, at the mirror 4 tilted to the axis of rotation, the light bundle is focused again by the same objective 5 and coupled into a glass fiber of the circular glass fiber array 9.
  • the circular shape is achieved by the socket elements 6, 7 and 8.
  • the light bundle of the glass fiber 10 is coupled into the individual glass fibers of the glass fiber array 9 one after the other.
  • the glass fibers of the array 9 are arranged annularly and concentrically to the light-introducing glass fiber 10.
  • the light bundle emerging from the glass fibers is collimated by an objective.
  • the glass fiber array is arranged in a row in the focal plane of the objective 12.
  • the glass fiber ends are oriented in the mount 11 so that the central axis of the light beam passes through the main point H 'of the lens.
  • a pulsed laser diode is used as the light source 15, it is necessary to synchronize the angular position of the mirror 4, which is dependent on the direction of rotation, with the position of the glass fibers of the glass fiber array.
  • the speed of the motor 1 in the housing 2 is regulated very constantly with the speed control 19 (control deviation e.g. 100 ppm).
  • An optical mark detector 18 detects a mark on the mirror mount 3 via two glass fibers 13, 13 '.
  • the mark detector 18 triggers trigger pulses at constant frequency via the laser pulse trigger 17 in accordance with the number of glass fibers in the glass fiber array.
  • the trigger pulses ignite the pulses of the laser diode 15 via the diode driver 16.
  • the trigger pulses can be generated by illuminating the glass fiber array 9 with a light source 21. The light path is then reversed as previously described. The light from the light source 21 can be coupled out of the glass fiber 10 and directed to the brand detector 18 (coupling 22). The trigger pulses are generated directly via the mark detector 18. A separate speed control 19 and the laser pulse triggering 17 are then omitted. In this solution, the trigger is generated directly by the position of the glass fiber in question for the angular position of the mirror 4. The light for the brand detector 18 can be coupled out via a glass fiber Y-coupler or via a beam splitter. A spectral filter (IF 14 ') can be used to prevent crosstalk of the pulse laser diode onto the mark detector 18.
  • IF 14 ' spectral filter
  • the system just described is arranged again symmetrically to the second end of the drive shaft.
  • the left side can be used as a reception branch, that is to say the arrays 11 and 11 'are adjusted with respect to their objectives 12 and 12' in such a way that they aim at the same object points at a distance R.
  • the light source on the left side is then only replaced by the receiver 20.
  • the signal processing can be decisively improved with the aid of an interference filter 14.
  • Fig. 2 shows schematically the beam path in the fiber optic scanner of Fig. 1 on the right side.
  • Light passes from the light source 15 through the glass fiber 10, which is arranged on the optical axis. This light is directed by the optics 5 onto the mirror 4 tilted by the angle a with respect to the optical axis (oA). The light deflected there passes through the optics 5 to a point of the circular fiber array arrangement 9.
  • the mirror 4 is rotated about the optical axis, the light is successively directed onto each of the glass fibers arranged in the broken line.
  • the fiber-optic scanners according to the invention can be used in cameras for three-dimensional images (distance images) for robot control or for switching light pulses. It can also be used to record or transmit light-coded data streams.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen faseroptischen Scanner nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Faseroptische Scanner sind optomechanische Geräte, die der Ablenkung von Lichtstrahlen dienen. So kann damit z.B. die auf eine Zeile fallende Lichtinformation in eine Folge von Lichtpulsen in einer Glasfaser umgewandelt werden (faseroptischer Zeilenscanner).
  • Bekannt sind zu diesem Zweck Schwingspiegel oder rotierende Polygonspiegel. Bei beiden Systemen sind die mechanischen Toleranzen sehr eng einzuhalten. Meistens begrenzen diese mechanisch bewegten Teile die mögliche Abbildungsgeschwindigkeit.
  • Aus der US 3,401,232 ist ein faseroptischer Scanner bekannt, der ein Sendeund ein Empfangsteil aufweist. Sende- und Empfangsteil umfassen jeweils ein Glasfaserarray, wobei die einen Enden der Glasfasern der Arrays kreisförmig angeordnet sind. Mit jeweils einer Glasfaser, deren Ende um eine Achse rotiert, wird das zu sendende bzw. das empfangene Licht auf die kreisförmig angeordneten Enden der Array-Fasern geleitet. Für den Antrieb der rotierenden Glasfasern in Sendeteil und Empfangsteil ist ein gemeinsamer Antrieb vorgesehen. Diese Vorrichtung bildet den Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Glasfaserarrays von Sendeteil und Empfangsteil sind derart angeordnet, daß die durch die Enden der Glasfasern der beiden Arrays gebildeten Kreise konzentrisch zueinander angeordnet sind.
  • Aus der JP 57-181522 (A) ist ein faseroptischer Scanner bekannt, bei dem das von einer Lichtquelle ausgehende Licht auf einen rotierenden, zu seiner Rotationsachse gekippten Spiegel fällt. Das am rotierenden Spiegel abgelenkte Licht fällt nach einer weiteren Ablenkung an einem festen Spiegel auf die kreisförmig angeordneten einen Enden eines Glasfaserarrays. Die anderen Glasfaserenden des Arrays sind zeilenförmig angeordnet.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen faseroptischen Scanner mit Sendeteil und Empfangsteil zu schaffen, mit dem die räumliche und zeitliche Kopplung zwischen Sende- und Empfangsteil verbessert wird.
  • Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß ist ein Sendeteil mit einem rotierenden Element vorgesehen, das das Licht von einem punktförmigen Eingang auf die kreisförmig angeordneten Anfänge von Glasfasern eines Glasfaserarrays lenkt. Die Enden der Glasfasern können beliebig, bevorzugt in einer Linie oder einer Geraden, angeordnet sein. In einem Sendeteil ist eine dazu inverse Komponente vorgesehen, bei der Licht von einem Glasfaserarray beliebiger Gestalt aufgenommen wird. Die Glasfasern sind so angeordnet, daß ihre Enden auf einem Kreis liegen, von dem aus das Licht über ein rotierendes Element auf einen Licht aufnehmenden Ort (Ausgang) gelenkt wird.
  • Gegenüber anderen Scanmechanismen wie Polygon oder Schwingspiegel ist beim erfindungsgemäßen Scanner die Baugröße kompakt und verändert sich nur linear mit der zu scannenden Strahlapertur D. Es können nahezu beliebig große Strahlaperturen fast beliebig schnell gescannt werden. Durch den modularen Aufbau ist eine Anpassung der Scangeometrien durch ein Austauschen des Glasfaserarrays und der Objektivs möglich.
  • Als Lichtquellen können z.B. Leuchtdioden oder glasfasergekoppelte Leuchtdioden benützt werden. Es können z.B. modulierte CW-Laserdioden, oder CW-Laser verwendet werden. Bei diesen oder anderen kontinuierlich arbeitenden Lichtquellen entfällt eine Synchronisierung, die bei gepulsten Leuchtdioden oder Laser- dioden verwendet werden kann.
  • Das Glasfaserarray ist ein Querschnittswandler, mit dem eine kreisförmige Anordnung der Glasfasern in eine zeilenförmige Anordnung transformiert wird (Brennebenentransformation von einem Kreis in eine Linie). Es besteht z.B. aus einer Anzahl von Quarz-Monofasern, die einen Kerndurchmesser von 0,2 mm haben können. Es können auch andere Multimode- oder Monomodefasern verwendet werden. Die Anzahl der Fasern beträgt im nachstehend gezeigten Beispiel 64. Die Anzahl der Fasern kann beliebig eingestellt werden. Die maximale Anzahl der Fasern wird nur durch das Fertigungsverfahren des Arrays begrenzt. Die Art der Fassung lässt eine Abweichung von der Position der Glasfasern und eine Abweichung von der Rundheit des Glasfaserarrays von z.B. 0,005 mm zu.
  • Die Flexibilität der Glasfasern hat ferner den Vorteil, daß sie so positioniert werden können, daß Abbildungsfehler des Objektivs, das am Eingang oder am Ausgang des Geräts angeordnet ist, ausgeglichen werden können. Die Glasfasern sind in der Brennebene dieses Objektivs beliebig angeordnet, so daß beliebige Scanfiguren erzeugt werden können. Der Regelfall wird allerdings eine lineare Anordnung nebeneinander sein. Möglich sind aber genauso die Anordnungen in zwei oder mehr Zeilen oder in beliebigen Formen.
  • Das Licht, das in den optischen Scanner eingeleitet wird, kann z.B. durch eine Glasfaser, die z.B. auf der Rotationsachse endet, eingeleitet werden. Möglich ist aber auch die Verwendung eines Tappers anstelle der einen Glasfaser, um mehrere Lichtquellen zusammenzuführen. Dadurch kann sowohl die Scanfrequenz als auch die Leuchtdichte erhöht werden.
  • Erfindungsgemäß ist eine Optik vorgesehen, die im Strahlengang zwischen Lichteinleitung und rotierendem Element und zwischen rotierendem Element und den kreisförmig angeordneten Glasfaserenden liegt. Diese Optik besteht z.B. aus zwei Gliedern, deren Abstand zueinander variiert werden kann, um die Gesamtbrennweite des dadurch gebildeten Objektivs zu verändern. Damit ist ein Ausgleich von Montage- und Fertigungstoleranzen z.B. des abbilder den Elements (Spiegel) und der Glasfaserarrayfassung möglich.
  • Das rotierende Element ist ein Spiegel (bevorzugt ein Planarspiegel), der gegenüber seiner Rotationsachse (leicht) gekippt ist. Der Spiegel kann auch als dielektrisches Selektivfilter ausgeführt sein, in dieser Ausführung kann auf ein Interferenzfilter im einkoppelnden Strahlengang oder in dem auskoppelnden Strahlengang verzichtet werden. Der Spiegel kann leicht verkippt auf einer Ha terung befestigt sein, die sich parallel zur optischen Achse dreht. Möglich ist ebenso, daß die Drehachse des Spiegels nicht in der optischen Achse des Scanners liegt. In diesem Fall ist auch die Lichtquelle nicht in der optischen Achse angeordnet. Gemeinsam ist bei den Ausführungen aber die Tatsache, daß der Spiegel gegenüber seiner Rotationsachse gekippt ist.
  • Anstelle eines Planarspiegels kann auch ein Hohlspiegel oder ein Manginspiegel verwendet werden, das Objektiv oder die Optik kann dann eingliedrig ausgeführt werden.
  • Als Antrieb für die rotierenden Elemente ist ein Elektromotor, vorgesehen z.B. ein Schnellfrequenzmotor (Gleichstrom- oder Synchronmotor), dessen Lager z.B. einen Schlagfehler < 0,005 mm aufweist und der eine Auswuchtgüte der Klasse 0,04 besitzt. Die Drehzahl liegt beispielsweise bei 15.000 Umdrehung pro Minute. Sie kann aber auch bis weit über 100.000 Umdrehungen pro Minute erhöht werden. Je nach Anwendung kann auch ein Schrittmotor eingesetzt werden, sodass die Glasfasern auch einzeln angesteuert werden können.
  • In einer Ausführung kann zur Synchronisierung des rotierenden Elements mit einer gepulsten Lichtquelle ein optischer Markendetektor vorgesehen sein, der die Stellung des rotierenden Elements detektiert und an die Ansteuerung der Lichtquelle weitergeben kann.
  • Die Erfindung wird anhand von zwei Figuren näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen faseroptischen Scanner zum Aufnehmen und Abgeben von Licht
    Die Fig. 2
    ein Detail aus Fig. 1.
  • Fig. 1 zeigt einen faseroptischen Scanner, der sowohl zur Lichtaufnahme als auch zur Lichtabgabe geeignet ist. Er ist symmetrisch aufgebaut und besitzt links einen empfangenden Teil und rechts einen sendenden Teil. Als Lichtquelle wird hier die Laserdiode 15 verwendet. Ihr Licht wird in die Glasfaser 10 eingeleitet, die auf der optischen Achse des faseroptischen Scanners angeordnet ist. Das Lichtbündel, das aus der Glasfaser 10 austritt, wird durch das Objektiv 5 kollimiert. Nach der Reflexion, an dem zur Rotationsachse gekippten Spiegel 4, wird das Lichtbündel durch dasselbe Objektiv 5 wieder gebündelt und in eine Glasfaser des kreisförmigen Glasfaserarrays 9 eingekoppelt. Die Kreisform wird durch die Fassungselemente 6, 7 und 8 erreicht. Durch die Rotation des Spiegels 4, der auf der Achse eines Antriebs 1, mit Hilfe einer Spiegelfassung 3 montiert ist, wird das Lichtbündel der Glasfaser 10 nacheinander in die einzelnen Glasfasern des Glasfaserarrays 9 eingekoppelt. Die Glasfasern des Arrays 9 sind ringförmig und konzentrisch zur lichteinleitenden Glasfaser 10 angeordnet. Das aus den Glasfasern austretende Lichtbündel wird durch ein Objektiv kollimiert. Das Glasfaserarray ist in der Brennebene des Objektivs 12 zeilenförmig angeordnet. Die Glasfaserenden sind in der Fassung 11 so orientiert, daß die Mittelachse des Lichtbündels durch den Hauptpunkt H' des Objektivs geht. Durch diese Anordnung ist es möglich, mit geringsten Transmissionsverlusten einen kollimierten Lichtstrahl mit beliebigem Durchmesser hinsichtlich seiner Richtung mit sehr hoher Geschwindigkeit abzulenken. Alle beweglichen Teile können minimal klein gehalten werden und die Strahlapertur D ist unabhängig von den Abmessungen der bewegten Teile.
  • Wird als Lichtquelle 15 eine gepulste Laserdiode benützt, so ist eine Synchronisierung der in Drehrichtung abhängigen Winkelposition des Spiegels 4 mit der Position der Glasfasern des Glasfaserarrays erforderlich. Dazu wird die Drehzahl des Motors 1 (im Gehäuse 2) mit der Drehzahlregelung 19 sehr konstant geregelt (Regelabweichung z.B. 100 ppm). Ein optischer Markendetektor 18 erkennt über zwei Glasfasern 13, 13' eine Marke auf der Spiegelfassung 3. Der Markendetektor 18 löst über den Laserpulstrigger 17 entsprechend der Anzahl der Glasfasern im Glasfaserarray 9 Triggerimpulse mit konstanter Frequenz aus. Die Triggerimpulse zünden über die Diodenansteuerung 16 die Pulse der Laserdiode 15.
  • Die Triggerimpulse können dadurch erzeugt werden, daß das Glasfaserarray 9 mit einer Lichtquelle 21 beleuchtet wird. Der Lichtweg ist dann umgekehrt wie zuvor beschrieben. Das Licht der Lichtquelle 21 kann aus der Glasfaser 10 ausgekoppelt und zum Markendetektor 18 geleitet werden (Auskopplung 22). Über den Markendetektor 18 werden die Triggerimpulse direkt erzeugt. Eine separate Drehzahlregelung 19 und die Laserpulstriggerung 17 entfallen dann. Bei dieser Lösung wird der Trigger direkt durch die Position der betreffenden Glasfaser zur Winkelstellung des Spiegels 4 erzeugt. Das Licht für den Markendetektor 18 kann über einen Glasfaser-Y-Koppler oder über einen Strahlteiler ausgekoppelt werden . Um ein Übersprechen der Pulslaserdiode auf den Markendetektor 18 zu verhindern, kann ein spektrales Filter (IF 14') eingesetzt werden.
  • Auf der linken Seite der Figur 1 ist das eben beschriebene System symmetrisch zum zweiten Ende der Antriebswelle nochmals angeordnet. Die linke Seite kann als Empfangszweig benutzt werden, das heißt die Arrayfassungen 11 und 11' sind bezüglich ihrer Objektive 12 und 12' so justiert, daß sie dieselben Objektpunkte in einer Entfernung R anpeilen. Die Lichtquelle ist auf der linken Seite dann lediglich durch den Empfänger 20 ersetzt. Mit Hilfe eines Interferenzfilters 14 kann die Signalverarbeitung entscheidend verbessert werden.
  • Fig. 2 zeigt schematisch den Strahlenverlauf im faseroptischen Scanner der Fig. 1 auf der rechten Seite. Von der Lichtquelle 15 geht Licht durch die Glasfaser 10, die auf der optischen Achse angeordnet ist. Dieses Licht wird von der Optik 5 auf den um den Winkel a gegenüber der optischen Achse (o.A.) gekippten Spiegel 4 gelenkt. Das dort abgelenkte Licht geht durch die Optik 5 auf einen Punkt der kreisförmigen Faserarrayanordnung 9. Bei Drehung des Spiegels 4 um die optische Achse wird das Licht nacheinander auf jede der im gestrichelt gezeigten Kreis angeordneten Glasfasern geleitet.
  • Die erfindungsgemäßen faseroptischen Scanner können in Kameras für dreidimensionale Bilder (Entfernungsbilder) für die Robotersteuerung oder für die Schaltung von Lichtimpulsen eingesetzt werden. Auch können damit lichtkodierte Datenströme aufgenommen oder ausgesandt werden.

Claims (1)

  1. Faseroptischer Scanner zum Aussenden und zur Aufnahme von Licht mit
    - einem Sendeteil mit einer Lichtquelle (15), einen ersten Glasfaserarray (9) und einem rotierenden Element (4), das das Licht der Lichtquelle auf die kreisförmig angeordneten einen Enden von Glasfasern des ersten Glasfaserarrays (9) leitet,
    - einem Empfangsteil mit einem zweiten Glasfaserarray (9') und einem rotierenden Element, das das hereinkommende Licht von den kreisförmig angeordneten einen Enden von Glasfasern des zweiten Glasfaserarrays (9') auf einen Empfänger (20) leitet,
    - einem Elektromotor (1) als gemeinsamem Antrieb der rotierenden Elemente von Sende- und Empfangsteil,
    - je einer Optik (5,5') im Strahlengang zwischen der Lichtquelle (15) und den kreisförmig angeordneten einen Glasfaserenden im Sendeteil und zwischen dem Empfänger (20) und den kreisförmig angeordneten einen Glasfaserenden im Empfangsteil,

    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Empfangsteil bezüglich einer Symmetrieebene senkrecht zu den Rotationsachsen der rotierenden Elemente symmetrisch zum Sendeteil aufgebaut ist,
    die rotierenden Elemente jeweils als zu ihrer Rotationsachse hin gekippte Spiegel (4) ausgebildet sind, und daß
    Objektive (12,12') vorgesehen sind, in deren Brennebenen die jeweils anderen Glasfaserenden angeordnet sind.
EP90122795A 1989-12-23 1990-11-29 Faseroptischer Scanner Expired - Lifetime EP0435006B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3942771A DE3942771C1 (de) 1989-12-23 1989-12-23
DE3942771 1989-12-23

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP0435006A2 EP0435006A2 (de) 1991-07-03
EP0435006A3 EP0435006A3 (en) 1992-03-04
EP0435006B1 true EP0435006B1 (de) 1996-02-07

Family

ID=6396304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP90122795A Expired - Lifetime EP0435006B1 (de) 1989-12-23 1990-11-29 Faseroptischer Scanner

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5109459A (de)
EP (1) EP0435006B1 (de)
AT (1) ATE134045T1 (de)
DE (2) DE3942771C1 (de)
ES (1) ES2085315T3 (de)

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